下安裝板焊合件空調風口進水問題研究

梁小妮 黃宗斌 潘青姑 曾厚立 唐博威

【摘 要】汽車行業發展越來越快，汽車的舒適性也越來越受重視。某些量產車型因內外循環風口進水，導致客戶的車輛體驗性能降低。文章從空調風口進水的現象出發，分析了問題產生的原因，通過采取一系列措施，成功解決了問題，并總結了相關經驗教訓，為后續車型空調風口模塊的開發提供了參考。

【關鍵詞】空調風口;內外循環;進水問題

【中圖分類號】U463.851 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）01-0101-03

隨著科學技術的發展與生活水平的日益提高，人們對汽車的要求不僅是能開，而且要開得舒服。空調風口進水會極大地影響汽車的舒適性。有文獻指出，汽車的空調外部進氣設計應同時滿足進氣要求與水管理要求[1]。排水結構設計得不好，在下雨天極容易產生進水的情況，從而引起顧客的抱怨[2]。同時，車型的空調進風口進水問題已經成為很多車型的通病[3]。本文通過某些車型空調風口進水問題，系統地分析了產生進水問題的原因，針對性地提出解決措施，并通過試驗驗證措施的有效性。

1 問題描述

某量產車型因空調內外循環風口進水導致客戶抱怨并返修，問題升級為CPIP問題;廠內對多個車型進行排查，并進行8 min淋浴實驗，空調外循環開啟，多款車型出現空調口進水問題（如圖1所示），其中多款為在售或在造車階段車型。

2 原因分析

2.1 飾板與結構的密封問題

通過對車型進行探查發現如下問題：上安裝飾板與玻璃之間無法完全密封;玻璃與A柱，飾板與A柱子之間無法完全密封。水流路徑如下（如圖2、圖3所示）：前擋玻璃流水從上安裝飾板膠條與玻璃之間的間隙流入，沿玻璃前沿下落;A柱側面流水沿著玻璃與鈑金之間的間隙往車中間流動，沿鈑金止口邊下落;A住側面與前檔部分流水從上安裝飾板內表面往車中間流動，沿著飾板內側某位置下落。

2.2 空調進風口產生的吸力

通過對進風口的觀察發現，水滴或者水霧被空調吸入：空調產生的吸力，會導致流水往車內方向下落;如果吸力足夠大，水直接吸入空調，導致空調濾芯或者殼體內側被打濕，當濾芯吸水飽和以后，水會沿著空調殼體的縫隙流到地板，流水路徑如圖4所示：水沿著空調進風口殼體下沿流入，透過海綿流到前隔板;水隨著氣流到濾芯，空調殼體內壁的水流掉落到濾芯，打濕濾芯;殼體內壁的水從殼體接縫滲出，流到地毯;濾芯濕透后，水滴到風機葉片，葉片把水甩到殼體，從殼體接縫流出;濾芯濕透后，部分水沿著電機往下流到地毯。

2.3 最短滴落距離

由于空調進風口到水流滴落位置X方向最短距離不足以抵消空調吸力，因此導致水流X方向位置被水吸入（如圖5所示）：①從某車型首次出現進水問題，到后續廠內車型試驗結果看，X≥60 mm，8 min淋雨試驗空調濾芯不會出現明顯水珠;②某車型由于空調功率提升，進風量加大，導致吸力增加，d=54 mm，故S階段試驗出現進水問題。

2.4 擋水板結構設計

空調進風口擋水板結構對進風有阻擋作用，會使風速加快，吸力加大（如圖6所示）;下安裝板Z方向空間小，擋水板無法取消，擋水板會減小進口的面積，同時擋水板與下安裝板之間的距離會變小，導致風速加大。

3 措施

3.1 車型一

方案：取消前隔板下安裝板擋水板，進氣口與下安裝板前邊沿X距離由6.5 mm增大為66 mm（如圖7所示）。驗證：抽取2臺取消前隔板下安裝板加強板的驗證車在車間進行16 min的淋雨，地毯未見漏水，空調濾芯邊緣有少量水跡。

3.2 車型二

方案：取消空調進風口擋水板，進風口下邊緣上移10 mm;上安裝板向前延伸（如圖8所示），確保水滴落下軌跡距離進風口≥60 mm。

3.3 車型三

未拆卸安裝板飾板，關閉空調，進行8 min淋雨試驗（如圖9所示），發現存在飛濺小水珠進入;拆卸安裝板飾板，在空調滿負荷下，往擋風玻璃倒水，因為吸力較大，所以部分水流進入空調進氣口;裝上安裝飾板，在空調滿負荷下，外循環，進行8 min淋雨試驗，濾芯濕潤，無明顯水珠，未執行整改措施。

3.4 車型四

方案：內外飾增加獨立的導水零件，將水流往車身進風口兩側導（進氣口與下安裝板前邊沿X距離為54 mm，加長下安裝板前沿會導致下安裝板總成總拼與焊槍干涉）。驗證：空調滿負荷下，外循環，進行8 min淋雨試驗，有飛濺水珠被吸入空調進氣口，空調濾芯濕潤，副駕駛位未發現水流。

4 經驗與教訓

產生空調風口進水問題的原因有4個因素，即下雨天、開空調、外循環、最高風速，只有當上述4個條件同時滿足時，才會產生空調風口進水的問題。通過分析問題的原因及相關的措施，我們可以得到以下經驗。

4.1 空調吸力是導致進水的決定性因素

控制進風口X方向與下安裝板帽檐最小距離≥60 mm，是基于空調吸力一定為前提，空調功率變更，該值會發生變化，這是導致部分車型車身滿足設計要求但依然出現進水的主要原因，調吸力大小暫時無法量化，對空調、車身結構與無問題量產車類比，是判定是否存在風險的重要方法。

4.2 車身與內外飾解決方案

控制進風口X方向與下安裝板帽檐最小距離≥60 mm，在空調吸力未加大前，依然有效。對于MPV、SUV等高C點車型，下安裝板Z方向高度較高，控制風口高度≥70 mm，不要設計擋水板，擋水板會減小X方向的距離，同時導致風口變小，風速加快;Car車型如果設計擋水板，可能導致與下安裝板帽檐距離小，出現該種問題需謹慎論證，對于前后插入裝配式上安裝裝飾板，集成一個導水結構是一種較優方案;對于上下裝配式飾板，該方案無法實施。如果距離無法滿足要求，則需增加導水零件或結構。

4.3 空調進風口淋雨試驗判定標準

空調進風口淋雨試驗判定標準如圖10所示：①空調濾芯表面有濕氣，但無水滴形成;②空調箱殼體內部無明顯水滴;③空調內外循環進風口處有水跡（原因是水流打在前圍前延伸板加強件上飛濺，被吸至空調箱進風口表面）;④空調箱副駕處地毯上無積水。

5 總結

下安裝零件工程師必須清楚以往車型空調進風口存在的問題，項目前期先學習經驗與教訓，并注意以下事項。

（1）改款車型盡量避免關鍵結構與尺寸發生大變更，全新車型與集成區域討論解決方案，以哪個量產車型作為目標，控制哪些關鍵結構與尺寸，同時與空調工程師確認清楚該車型空調系統與哪個量產車型接近，在車體與集成區域同步檢查設計，判定是否存在風險，是否滿足設計指標，同時后續項目建議空調區域提供準確的空調進風參數。

（2）OTS階段安排淋雨試驗，與集成區域工程師、空調工程師共同跟蹤試驗，驗證設計結構。應該盡早進行驗證，為問題預留足夠的解決時間。當NS與S階段線上造車時，再次進行試驗，進一步確認是否出現問題。

（3）將空調進風口檢查項納入科室Lesson Learns清單與Check List清單，在下安裝板總成T2數據狀態報告中專頁匯報。

（4）對該問題進行系統的總結與科室宣貫，對于未研究清楚部分，依托后續項目持續探索，形成研究報告。

參 考 文 獻

[1]孟祥軍，錢銳，周滋鋒，等.空調進風口前端水管理及相應進風阻力關系[J].汽車工程師，2014（8）：33-35.

[2]王東，肖露，黃曉，等.汽車空調外循環進水特性分析[J].江蘇大學學報（自然科學版），2017，38（2）：144-149.

[3]呂奉陽，楊金秀，項明.汽車空調外循環進風口進水問題分析[J].汽車工程師，2019（8）：38-40.